CICLO HIDROLÓGICO

E

BACIA HIDROGRÁFICA

Trabalho Final do curso de Mídias Virtuais

PIQ Estácio 2015-2

Aluno: Henio Melo

CIRCULAÇÃO DA ÁGUA: Oceanos Atmosfera oceano

CURTOS CIRCUITOSAtmosferaOceanoEscoamento SuperficialOceanoSuperfície do SoloAtmosfera

continente Neve, chuva, granizo etc...Retenção em Pontos de Detenção => PERDAS POR INTERCEPTAÇÃO

Escoamento Superficial e SubterrâneoAtmosfera

)

EVAPORAÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÃO

Evaporação (em hidrologia): é um processo pelo qual a água líquida passa para o estado de vapor em condições naturais.Pode ser expresso matematicamente por:E = Taxa de evaporação por unidade de área;dm = Massa d’água que se evapora;dt = intervalo de tempo.

Na atmosfera o vapor existente é proveniente de massas d’água que absorve energia para passar da fase líquida para a fase vapor (calor latente de vaporização). Simultaneamente ocorre o processo inverso que é a condensação. Quando a quantidade de água evaporada é igual a de água condensada, ou seja, atingiu-se o equilíbrio, o ambiente está saturado.

-CONDIÇÕES PARA OCORRER O MECANISMO (EVAPORAÇÃO/CONDENSAÇÃO)

Existência de uma fonte de energia proveniente da radiação solar, do calor atmosférico ou da própria superfície evaporante);

Existência de um gradiente (diferença) de concentração de vapor, isto é, uma diferença de pressão de saturação do vapor à temperatura da superfície e a pressão de vapor do ar.

Por essa razão pode-se também exprimir a taxa de evaporação por unidade de área:

K= coeficiente de transporte de vapor;de/dt = gradiente de concentração de vapor;l = pressão do vapor.

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DEFINIÇÕES BÁSICASEvaporação potencial: Perda de água para a

atmosfera de uma superfície líquida, exposta às condições ambientais.

Transpiração: Perda de água para a atmosfera na forma de vapor, decorrente das ações físicas e fisiológicas dos vegetais através dos estômatos.

Evapotranspiração: Conjunto evaporação do solo mais transpiração das plantas.

Capacidade de campo: é a quantidade de água retida em uma amostra de solo depois de drenado o excesso de água precipitada

- FÓRMULA GERAL DA EVAPORAÇÃOc = (elementos meteorológicos, ex: ventos);ls = pressão de saturação da superfície em estudo;l = pressão de vapor do ar.

Outras fórmulas propostas:

22*131,0 eeVE s USA

22*92,0113,0 eeVE s URSS

E = Evaporação em comprimento por tempo, ex: mm/h;V2 = velocidade do vento obtida a 2m acima da superfície evaporante;es = Pressão de saturação do vapor à temperatura da superfície expressa em mbar;e2 = Pressão de vapor do ar a 2m da superfície expressa em mbar;

UMIDADE ATMOSFÉRICA

- A fração do vapor d’água na atmosfera é

muito pequena comparada com as

quantidades de outros gases, mas ela é

extremamente importante, pois todas as

precipitações são derivadas dessa água

atmosférica.

.-

Principais índices de umidadePressão parcial do vapor: Pressão parcial exercida pelo vaporUmidade absoluta: Quantidade de vapor d’água que em dado movimento existe em 1m3 de ar.Umidade relativa: Relação percentual entre o vapor d’água contido no ar e o vapor que o mesmo poderia conter se estivesse saturado. Umidade específica: Razão entre a massa de vapor d’água e a massa de ar úmido.Razão de mistura: Relação entre a massa de vapor d’água e a massa de ar seco.

PRECIPITAÇÃOPrecipitaçãoPrecipitação: água proveniente do vapor de água da atmosfera depositada na superfície terrestre de, como => chuva, granizo, orvalho, neve ou geada.

Formação das precipitações => está ligada à ascensão das massas de ar, que pode ser devida aos seguintes fatores:(i) convecção térmica;(ii) relevo e,(iii) ação frontal de massas.

PRECIPITAÇÃO PLUVIOMÉTRICA

A formação das precipitações está ligada à ascensão das massas de ar, que pode serdevida aos seguintes fatores:(i) convecção térmica;(ii) relevo e,(iii) ação frontal de massas.

TIPOS DE PRECIPITAÇÃO f (fator responsável pela ascensão da massa de ar)

(a)Frontais – relacionadas a massas de ar com características diferentes;

(b) Orográficas – quando o ar é forçado a transpor barreiras de montanhas;

(c) Convectivas – quando a ascensão do ar é devida às diferenças de temperatura nacamada vizinha da atmosfera.

MENSURAÇÃO DA PRECIPITAÇÃOPluviômetros ou Pluviógrafos =>expressa em unidades de profundidades (geralmente em milímetros). Assume-se que (profundidade de água coletada) pontualmente pelos instrumentos => mesma (profundidade ou altura de chuva precipitada)

Pluviômetros ou Pluviógrafos => instrumentos cilíndricos, coletores da chuva precipita sobre uma área do anel superior do cilindro, durante intervalos regulares de tempo (usualmente de 1, 6 ou 24horas). A água acumulada no interior do cilindro é lida por meio do auxílio de provetas graduadas, sendo empregada a seguinte equação

MEDIDAS PLUVIOMÉTRICASa)Altura pluviométrica(h): altura de água caída e acumulada sobre uma superfície plana e impermeável. As medidas são realizadas em pluviômetros em intervalos de 24 horas, feitas normalmente às 7h da manhã, e expressa em mm.

b)Intensidade de precipitação(i): É a relação entre a altura pluviométrica e a duração da precipitação expressa geralmente em mm/h ou mm/min. Pode ser considerada velocidade de precipitação; sendo medida diretamente por pluviógrafos que registram h em função de t.

c)Duração(t): Período de tempo contado desde o início até o fim da precipitação (expresso em horas ou minutos);

d)Período de retorno(T): É o número de anos previstos para uma dada precipitação de duração t tenha a intensidade i igualada ou mesmo ultrapassada.

EscoamentoPlano inclinado por onde se escoam a águas.CARACTERÍSTICAS DOS ESCOAMENTOS:

a) escoamento laminar: é definido como aquele no qual o fluido se move em camadas, oulâminas, uma camada escorregando sobre a adjacente havendo somente troca dequantidade de movimento molecular.b) Escoamento turbulento é aquele no qual as partículas apresentam movimento caóticomacroscópico, isto é, a velocidade apresenta componentes transversais ao movimentogeral do conjunto ao fluido.

Tipos de escoamentos:

a) uniforme em uma dada seção transversal é caracterizado pela velocidade ser constanteem qualquer seção normal ao escoamento.

b) Não uniforme ou variado é aquele em que as velocidades variam em cada seçãotransversal ao longo do escoamento

Num determinado tempo, para um determinado volume de controle tem-se:

S = I – O

onde:S variação no armazenamento nas várias formas de retenção no volume de controle.

I = inflow ( fluxo para dentro) todo escoamento superficial, subterrâneo e precipitação que entra no volume de controle no intervalo de tempo considerado.

O = outflow ( fluxo para fora) saída de água do volume de controle devido ao escoamento superficial, subterrâneo, evaporação evapotranspiração

Este sistema é constituído de uma superfície plana inclinada, completamente impermeável, confinada em todos os quatros lados com saída em A.O balanço de água no sistema pode ser representado pela equação hidrológica, ou seja:I – O = dS/dtOnde:I = imput/unidade de tempoO = output/unidade de tempodS/dt = variação de armazenamento por unidade de tempo

Considerações:Existe a necessidade de uma altura mínima acumulada na superfície para que haja escoamento superficial, mas à medida que a precipitação se intensifica, a detenção superficial (que é a altura de água retida na superfície) aumenta.

Quando a precipitação chega ao fim a água retida sobre a superfície continuará escoando até deixar o sistema sob forma de vazão efluente, neste caso toda precipitação será transformada em vazão, desde que sejam desprezadas as perdas por evaporação durante o imput.

Este seria o modelo ideal.

O modelo real leva em conta as seguintes considerações:

Evaporação desde que começa a precipitação até o escoamento

Armazenamento nas depreções das imperfeições do terreno

Infiltração nenhum solo é perfeitamente impermeável

Escoamento sempre para cotas menores

Considerando os processos descritos, de um modo geral, o balanço hídrico numa bacia hidrográfica pode ser visualizado na figura acima, e representado pelas seguintes expressões:

Balanço hídrico superficialP + Rg – R – Es – Ts – I = Ss

Balanço hídrico subterrâneoG1 + I – G2 – Eg – Tg – Rg = Sg

Balanço hídrico na bacia hidrográfica ( a + b) P + Rg – R – Es – Ts – I = SsG1 + I – G2 – Eg – Tg – Rg = Sg

P – R – ( G2 – G1) – ( ES + Eg) – (Ts – Tg) = (Ss – Sg)

DIVISORES

Divisor: É uma linha de separação, que divide as precipitações que caem em bacias vizinhas e que encaminha o escoamento superficial resultante para um outro sistema fluvial.

O deflúvio (ou escoamento) de uma bacia é composto de água que atinge os álveos (leitos dos rios) após ter-se escoado superficialmente, assim como de água que chega aos cursos d’água depois de ter percorrido caminhos sub-superficiais e subterrâneo.

TIPOS DE DIVISORES1) Divisor topográfico condicionado pela topografia do

terreno, fixa a área da qual provém o deflúvio superficial da bacia

☞ Fixa o limite superficial

2) Divisor freático determinado pela estrutura geológica do terreno, sendo muitas vezes influenciado também pela topografia. O divisor freático estabelece os limites dos reservatórios subterrâneos de onde é derivado o deflúvio básico da bacia.

☞ Fixa o limite subterrâneo

Classificação dos sistemas de drenagens de uma bacia hidrográfica, ou seja, classificação dos cursos d’água.

Perenes: sempre contém água, o lençol subterrâneo mantém uma alimentação contínua e mesmo durante a seca está acima do leito.

Intermitentes: escoam durante as estações chuvosas pois o lençol subterrâneo está acima do leito fluvial, e secam nas estiagens pois nessas condições o lençol freático se encontram em um nível inferior ao do leito.

Efêmeros: existem apenas durante ou imediatamente após os períodos de precipitação. Neste caso a superfície freática encontra-se sempre a um nível inferior ao leito fluvial

TIPOS DE CURSOS D’ ÁGUA

Þ  CÓRREGO: É UM RIO PEQUENINO, QUE PODE DESAGUAR EM OUTRO CÓRREGO, EM UM RIO, OU ENTÃO, EM UM LAGO.

Þ  RIACHO: CURSO DE ÁGUA NATURAL, NORMALMENTE PEQUENO E AFLUENTE DE UM CURSO MAIOR.

Þ  RIBEIRÃO: É UM CURSO DE ÁGUA MAIOR QUE UM RIACHO OU CÓRREGO E MENOR QUE UM RIO.

Þ  RIO: É UM CURSO NATURAL DE GRANDE VOLUME DE ÁGUA.

QUESTÕES:

Quais os principais tipos de precipitação pluviométrica?

Qual a diferença entre a medida efetuada por um pluviômetro e um pluviógrafo?

Qual a diferença entre divisor topográfico e divisor freático?